一种高压电源倍压整流电路的制作方法

文档序号:31261670发布日期:2022-08-24 10:29阅读:253来源:国知局
一种高压电源倍压整流电路的制作方法

1.本技术涉及高压电源的领域,尤其是涉及一种高压电源倍压整流电路。


背景技术:

2.在x光机以及显像管等设备中,往往需要使用高电压直流电源,市政电源为220v交流电,因此在形成高电压直流电时,首先需要将220v交流电变为直流电,再将直流电进行升压,升压为高压直流电源。
3.倍压整流电路为将较低的交流电压变为较高的直流电压的电路,输出电压往往为输入电压的几倍,利用二极管的单向导电性以及多个二极管的整流作用,以及利用电容器,将电压贮存到各个电容器上,再将各个电容器的极性进行串联后相加,进而得到高直流电压。
4.但是现有技术中的倍压整流电路仅能在负载较轻的情况下工作,尤其是高阶倍压整流电路,其带载能力低,输出功率越大时会导致电压的大幅度跌落,造成输出电压不稳定,而对于一些精密的设备及仪器而言,输出电压不稳定将严重影响该设备的工作。


技术实现要素:

5.为了增强倍压电路的带载能力,本技术提供一种高压电源倍压整流电路,包括:
6.变压器,包括初级线圈、第一次级线圈以及第二次级线圈,其中所述第一次级线圈的一端与所述第二次级线圈的一端连接;
7.所述初级线圈用于接收将市政电流整流后的高频pwm波信号;
8.所述变压器用于将所述高频pwm波信号升压后经所述第一次级线圈输出第一初级电压信号,经所述第二次级线圈输出第二初级电压信号;
9.正倍压电路,与第一次级线圈连接,用于接收第一初级电压信号,并输出正倍压信号;
10.负倍压电路,与第二次级线圈连接,用于接收第二初级电压信号,并输出负倍压信号;
11.在所述正倍压电路与所述负倍压电路的输出端输出倍压信号,所述倍压信号为所述正倍压信号和所述负倍压信号的和;
12.负载,连接于所述正倍压电路的输出端与所述负倍压电路的输出端之间,接收倍压信号。
13.通过采用上述技术方案,市政电源整流后输出高频pwm波信号,利用变压器进行升压,升压后的第一初级电压信号经正倍压电路进行升压,升压后的第二初级电压信号经负倍压电路升压,最后在负载两端将产生正倍压信号与负倍压信号相加后的倍压信号供给至负载中,利用变压器的两个次级线圈及对应的正倍压电路和负倍压电路,实现倍压的同时提高了变压器的带载能力,相较于一个次级线圈和一个倍压电路而言,在相同倍压下,等效为将一个倍压电源,变为两个串联连接的倍压电源,在输出相同功率下,输出电压跌落少,
提高了倍压电源的带载能力。
14.在一种可能实现的方式中,正倍压电路包括至少一个串联连接的正倍压子电路;
15.将正倍压子电路按照与第一次级线圈直接连接至间接连接的顺序依次排序;
16.其中,每个正倍压子电路包括电容器cn1、电容器cn2、二极管dn1以及二极管dn2,电容器cn1的一端与二极管dn1的阳极连接,二极管dn1的阴极与电容器cn2的一端连接,电容器cn2的另一端连接二极管dn2的阳极,二极管dn2的阴极与二极管dn1的阳极连接,电容器cn1的未连接二极管dn1的阳极的一端为第一端口,二极管dn1的阴极为第二端口,二极管dn2的阳极为第三端口;
17.每个正倍压子电路的第一端口连接上一个正倍压子电路的电容器cn1与二极管dn1的阳极连接的一端,每个正倍压子电路的第二端口连接上一个正倍压子电路的第三端口,每个正倍压子电路的第三端口连接下一个正倍压子电路的第二端口;
18.第一次级线圈包括同名端b1与非同名端b2,其中,第一个正倍压子电路的第一端口与同名端b1连接,第二端口与非同名端b2连接;
19.最后一个正倍压子电路的第三端口与负载连接并接地。
20.通过采样上述技术方案,第一次级线圈输出的第一初级电压信号在经过每个串联连接的正倍压子电路后,在该正倍压子电路上将产生两倍的压降;因此在经过所有的正倍压子电路后,在整个正倍压电路中将产生正倍压大小的压降,正倍压与初级电压的比值为两倍正倍压子电路数量,将第三端口接地后,将在第一个正倍压子电路的第二端口输出与所述正倍压大小相同的电位。
21.在一种可能实现的方式中,所述负倍压电路包括至少一个串联连接的负倍压子电路;
22.将所述负倍压子电路按照与所述第二次级线圈直接连接至间接连接的顺序依次排序;
23.其中,每个负倍压子电路包括电容器cm1、电容器cm2、二极管dm1以及二极管dm2,电容器cm1的一端与二极管dn1的阴极连接,二极管dm1的阳极与电容器cm2的一端连接,电容器cn2的另一端连接二极管dn2的阴极,二极管dn2的阳极与二极管dn1的阴极连接,电容器cn1的未连接二极管dn1的阴极的一端为第一端口,二极管dn1的阴极为第二端口,二极管dn2的阳极为第三端口;
24.每个负倍压子电路的第一端口连接上一个负倍压子电路的电容器cn1与二极管dn1的阴极连接的一端,每个负倍压子电路的第二端口连接上一个负倍压子电路的第三端口,每个负倍压子电路的第三端口连接下一个负倍压子电路的第二端口;
25.第二次级线圈包括同名端b1’与非同名端b2’,第一个负倍压子电路的第一端口与同名端b1’连接,第二端口与非同名端b2’连接;
26.最后一个负倍压子电路的第三端口与负载的未连接正倍压子电路的一端连接。
27.通过采用上述技术方案,第二次级线圈输出的第二初级电压信号在经过每个串联连接的负倍压子电路后,该负倍压子电路则将电压升高为原来的两倍;因此在经过所有的负倍压子电路后,在最后一个负倍压子电路的第三端口输出的负倍压与第一初级电压信号的电压值的比值为所有正倍压子电路数量的两倍,变压器的两个次级线圈的非同名端连接,则在负倍压电路与负载之间产生的倍压信号为负倍压与正倍压的值的和,即产生的倍
压信号的值与初级电压信号的值两者的比值等于正倍压子电路的数量与负倍压子电路的数量的和,实现电压倍增的效果。
28.在一种可能实现的方式中,在所述负载两端设置有电压采样电路,所述电压采样电路连接有控制模块,所述控制模块连接有显示模块;
29.所述电压采样电路用于采集所述倍压信号,并将所述倍压信号按预设比例缩小后生成采样电压并输出;
30.所述控制模块接收所述采样电压,并反馈至显示模块中显示。
31.通过采用上述技术方案,电压采样电路采集倍压电路输出后的倍压信号,由于倍压信号通常过大,因此首先将倍压信号经电压采样电路等比例缩小后生成采样电压再输出至控制模块中,控制模块将采样电压反馈至显示模块中显示,以便工作人员通过显示模块,对倍压电路生成的电压进行监控,以便在采样电压的数值存在问题时及时调整,起到间接保护电路的作用。
32.在一种可能实现的方式中,所述电压采样电路包括采样电阻及分压电阻;
33.分压电阻一端连接负载与负倍压电路连接的一端,另一端连接采样电阻的一端,采样电阻的另一端与负载的另一端连接,并在连接后接地;
34.其中,分压电阻包括至少一个串联连接的分压子电阻,采样电阻包括至少一个串联连接的采样子电阻。
35.通过采用上述技术方案,利用分压电阻与采样电阻的阻值比进行分压,在采样电阻未接地的一端将输出按照分压电阻与采样电阻阻值比的比例缩小后的采样电压。
36.在一种可能实现的方式中,每个所述分压子电阻两端并联连接有一个稳压电容器,每个所述采样子电阻两端并联连接有一个稳压电容器。
37.通过采用上述技术方案,利用稳压电容器,将分压子电阻以及采样子电阻两端的电压进行稳压,起到稳定电压的作用,继而使得采样电压更准确。
38.在一种可能实现的方式中,所述高压电源倍压整流电路还包括电流检测模块;
39.所述电流检测模块与正倍压电路连接,用于检测正倍压电路的电流,并输出正倍压电流;
40.所述电流检测模块还与负倍压电路连接,用于检测负倍压电路的电流并输出负倍压电流;
41.所述控制模块与所述电流检测模块连接,用于接收正倍压电流与负倍压电流,并判断每个倍压电流是否超出预设的电流阈值,若任意一个倍压电流超出电流阈值,则输出过流提示信息至显示模块中显示。
42.通过采用上述技术方案,在电流检测模块采集到的正倍压电流超出预设的电流阈值时,表征正倍压电路可能发生损坏或短路,在负倍压电流超出预设的电流阈值时,表征负倍压电路可能发生损坏,因此在任意一个倍压电流超出电流阈值时,均表征有可能存在异常,若两个都超出,则表征两个倍压电路都存在异常,因此输出过流提示信息,提示工作人员当前电路可能损坏。
43.在一种可能实现的方式中,所述控制模块还连接有断电模块,所述控制模块用于当任意一个倍压电流超出预设的电流阈值时,输出断电信号;
44.所述断电模块接收所述断电信号,并控制变压器初级线圈断电。
45.通过采用上述技术方案,在出现异常时,控制模块控制断电模块切断变压器的初级线圈的电源,使得初级线圈断电,继而使负载断电,以便在电流异常时保护负载。
46.综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:
47.1.市政电源整流后输出高频pwm波信号,利用变压器进行升压,升压后的第一初级电压信号经正倍压电路进行升压,升压后的第二初级电压信号经负倍压电路升压,最后在负载两端将产生正倍压信号与负倍压信号相加后的倍压信号供给至负载中,利用变压器的两个次级线圈及对应的正倍压电路和负倍压电路,实现倍压的同时提高了变压器的带载能力,相较于一个次级线圈和一个倍压电路而言,在相同倍压下,等效为将一个倍压电源,变为两个串联连接的倍压电源,在输出相同功率下,输出电压跌落少,提高了倍压电源的带载能力。
48.2.通过采用上述技术方案,控制模块在获取到采样电压后,通过采样电压初步判断当前倍压电路是否存在异常,当电容器损坏时,电容器两端的电压将升高,在负载两端的电压将出现波动至超出预设的电压区间,在采样电压超出时,在根据正倍压电流超出预设的电流阈值时,则将正倍压电路的所有电子器件反馈至显示模块中显示,若负倍压电流超出预设的电流阈值,则表征负倍压电路存在异常,将负倍压电路中的所有电子器件反馈至显示模块中显示,若两个均超出预设的电流阈值,则将正倍压电路与负倍压电路中的所有电子器件均反馈至显示模块中,以便工作人员优先排查异常几率大的电路中的电子器件是否存在问题,加快工作人员故障排查的速度。
附图说明
49.图1是本技术实施例高压电源倍压整流电路的整体示意图;
50.图2是本技术实施例的正倍压子电路的电路图;
51.图3是本技术实施例的高压电源倍压整流电路的电路图;
52.图4是本技术实施例高压电源倍压整流电路的负倍压子电路的电路图;
53.图5是本技术实施例高压电源倍压整流电路的模块示意图;
54.图中,1、变压器;11、初级线圈;12、第一次级线圈;13、第二次级线圈;2、倍压电路;21、正倍压电路;211、正倍压子电路;22、负倍压电路;221、负倍压子电路;3、负载;4、电压采样电路;41、分压电阻;42、采样电阻;43、ad转换模块;5、控制模块;6、显示模块;7、电流检测模块;8、断电模块。
具体实施方式
55.以下结合附图1-附图5,对本技术作进一步详细说明。
56.本技术实施例提供了一种高压电源倍压整流电路,参照图1,包括:变压器1、倍压电路2、电压采样电路4以及负载3。
57.其中,变压器1包括初级线圈11、第一次级线圈12以及第二次级线圈13,第一次级线圈12包括同名端b1以及非同名端b2;第二次级线圈13包括同名端b1’以及非同名端b2’,非同名端b2与非同名端b2'连接。倍压电路2包括正倍压电路21与负倍压电路22,正倍压电路21包括输入端和输出端out1,负倍压电路22包括输入端和输出端out2;正倍压电路21的输入端与第一次级线圈12连接,负倍压电路22的输入端与第二次级线圈13连接,在正倍压
电路21的输出端out1与负倍压电路22的输出端out2之间连接有负载3。
58.具体地,变压器1的初级线圈11接收市政电源整流滤波后的高频pwm波信号,并将高频pwm波信号升压后,输出初级电压信号。市政电源为220v交流电,在220v交流电输入至变压器1之前,首先需要将市政电源进行整流滤波,整流电路可以采用集成后的整流模块,将市政交流电整流后输出正负交替的高频pwm波信号。变压器1接收高频pwm波信号,根据变压器1的变比将高频pwm波信号升压后输出初级电压信号,若变压器1的变比为1:n,则升压后的初级电压信号的有效值等于n倍的高频pwm波信号的有效值。
59.变压器1接收高频pwm波信号,将高频pwm波信号升压为初级电压信号,初级电压信号包括第一初级电压信号和第二初级电压信号,正倍压电路21接收第一初级电压信号将第一初级电压信号进行升压;负倍压电路22与第二次级线圈13连接,接收第二初级电压信号将第二初级电压信号进行升压。在正倍压电路21与负倍压电路22间输出倍压信号,倍压信号为初级电压信号的整数倍。
60.具体地,倍压电路2包括多个倍压子电路,倍压子电路包括正倍压子电路211与负倍压子电路221;其中正倍压电路21由至少一个相同的正倍压子电路211依次串联连接而构成,负倍压电路22由至少一个相同的负倍压子电路221依次串联连接而构成。
61.将正倍压子电路211按照与第一次级线圈12直接连接至间接连接的顺序依次排序,将所有的负倍压子电路221按照与第二次级线圈13直接连接至间接连接的顺序依次排序,参照图1,与第一次级线圈12直接连接的正倍压子电路211为第一个正倍压子电路211,与第二次级线圈13直接连接的负倍压子电路221为第二个负倍压子电路221。
62.为了便于对本技术进行说明,在本技术实施例中,以倍压电路2包括四个正倍压子电路211与四个负倍压子电路221为例进行说明,并不代表对本技术造成限定,值得说明的是,正倍压子电路211的数量可以为一个也可以为多个,负倍压子电路221的数量可以为一个也可以为多个,正倍压子电路211的总数量可以与负倍压子电路221的总数量不同,也可以与负倍压子电路221的总数量相同,以适应不同的电压放大需求。
63.继续参照图1,在第一初级电压信号每经过一个正倍压子电路211后,将被正倍压子电路211升压一次,其电压有效值将变为原来的两倍,即第一初级电压信号经过第一个正倍压子电路211后,将电压升压为两倍;在经过第二个正倍压子电路211后,将升压为初级电压的四倍;在经过第三个正倍压子电路211后,将升压为初级电压的六倍;在经过第四个正倍压子电路211后,将输出初级电压的八倍。
64.继续参照图1,在第二初级电压信号每经过一个负倍压子电路221后,将被负倍压子电路221升压一次,其电压有效值将变为原来的两倍,但方向与正倍压子电路211的方向相反,经过四个负倍压子电路221后,将输出初级电压的八倍,但方向与正倍压子电路211升压后的方向相反。
65.继续参照图1,两个次级线圈的非同名端连接在一起,在一种实现方式中,正倍压子电路211电势为左正右负,负倍压子电路221电势为左负右正,负载3接在第四个正倍压子电路211与第四个负倍压子电路221的两个输出端之间,倍压电路2与变压器1组成的组合可看作为向负载3供电的电源。负倍压电路22的输出端out2等效为电源的正极,正倍压电路21的输出端out1等效为电源的负极,若将正倍压电路21的输出端out1接地,则在负倍压电路22的输出端out2将输出为初级电压16倍的电压,即倍压信号将为初级电压信号的整数倍,
且为正倍压子电路211的个数与负倍压子电路221的个数和的两倍。
66.故而,对于只包括一个次级线圈的变压器1而言,在与本技术相同的倍压等级下,需要在一个次级线圈后再接入多个倍压子电路,接入的倍压子电路的个数越多,电压的波动越大,越易损坏,其次,接入的倍压子电路的个数越多,带负载3能力越差;本技术利用两个次级线圈,分别各自等效为一个次级线圈的变压器1,每个变压器1相对所带倍压子电路的数量较少,电压波动小,带负载3能力强。
67.进一步地,参照图2,每个正倍压子电路211包括电容器cn1、电容器cn2、二极管dn1以及二极管dn2;并且,每个倍压子电路中的电容器cn1的一端与该倍压子电路对应的二极管dn1的阳极连接,二极管dn1的阴极与电容器cn2的一端连接,电容器cn2的另一端连接二极管dn2的阳极,二极管dn2的阴极与二极管dn1的阳极连接,电容器cn1的未连接二极管dn1的阳极的一端为第一正端口,二极管dn1的阴极为第二正端口,二极管dn2的阳极为第三正端口。
68.每个正倍压子电路211之间的连接关系,参照图2,每个正倍压子电路211的第一正端口连接上一个正倍压子电路211的电容器cn1与二极管dn1的阳极连接的一端,每个正倍压子电路211的第二正端口连接上一个正倍压子电路211的第三正端口,每个正倍压子电路211的第三正端口连接下一个正倍压子电路211的第二正端口。
69.具体地,参照图3,第一个正倍压子电路211包括电容器c11、电容器c12、二极管d11以及二极管d12,第二个正倍压子电路211包括电容器c21、电容器c22、二极管d21以及二极管d22,第一正端口与同名端b1连接,二极管d11的阴极即第二正端口与非同名端b2连接,二极管d12的阳极即第三正端口与二极管d21的阴极(即第二个正倍压子电路211的第二正端口)连接。
70.第四个正倍压子电路211的第三端口与负载3连接,并接地。
71.具体地,若输入的高频pwm波信号的峰值为vm,则当输入的高频pwm波信号为正半周时,此时变压器1的次级线圈的同名端的电压为正,非同名端的电压为负。
72.在第一个正半周期间,正倍压电路21中电流由同名端b1流经电容器c11、二极管d11之后会到非同名端b1’,为电容器c11充电,将电容器c11两端电压充至vm;之后负半周期间,正倍压电路21中电流流过电容器c11、二极管d12以及电容器c12,为电容器c12充电,至电容器c12两端电压为2vm。在第二个正半周期间,正倍压电路21中电流流过电容器c11、电容器c21、二极管d21以及电容器c12,先将电容器c11两端电压充至2vm,再将电容器c21两端电压充至vm,在第二个正半周结束时,电容器c11两端电压为2vm,电容器c21两端电压为vm,电容器c12两端电压为2vm;之后第二个负半周期间,正倍压电路21中电流流经电容器c11、电容器c21、二极管d22、电容器c22以及电容器c21,为电容器c21充电,第二个负半周结束时,电容器c11两端电压为2vm,电容器c12两端电压为2vm,电容器c21两端电压为vm,电容器c22两端电压为2vm。以此类推,第三个正半周结束时,电容器c11两端电压为2vm,电容器c12两端电压为2vm,电容器c21两端电压为2vm,电容器c22两端电压为2vm,电容器c31两端电压为vm,第三个负半周结束时,电容器c11两端电压为2vm,电容器c12两端电压为2vm,电容器c21两端电压为2vm,电容器c22两端电压为2vm,电容器c31两端电压为vm,电容器c32两端电压为2vm;至第四个负半周结束时,电容器c11两端电压为2vm,电容器c12两端电压为2vm,电容器c21两端电压为2vm,电容器c22两端电压为2vm,电容器c31两端电压为2vm,电容器c32
两端电压为2vm,电容器c41两端电压为vm,电容器c42两端电压为2vm,极性均为左正右负。
73.进一步地,参照图4,每个负倍压子电路221包括电容器cm1、电容器cm2、二极管dm1以及二极管dm2,电容器cm1的一端与二极管dm1的阴极连接,二极管dm1的阳极与电容器cm2的一端连接,电容器cm2的另一端连接二极管dm2的阴极,二极管dm2的阳极与二极管dn1的阴极连接,电容器cm1的未连接二极管dm1的阴极的一端为第一负端口,二极管dm1的阳极为第二负端口,二极管dm2的阴极为第三负端口。
74.其中,继续参照图4,每个负倍压子电路221的第一负端口连接上一个负倍压子电路221的电容器cm1与二极管dm1的阴极连接的一端,每个负倍压子电路221的第二负端口连接上一个负倍压子电路221的第三负端口,每个负倍压子电路221的第三负端口连接下一个负倍压子电路221的第二负端口;第一个负倍压子电路221的第一负端口与同名端b1’连接,第二负端口与非同名端b2’连接;最后一个负倍压子电路221的第三负端口与负载3的未连接正倍压电路21的一端连接。
75.具体地,参照图3和图4,第一个负倍压子电路221包括电容器c51、电容器c52、二极管d51以及二极管d52,第二个负倍压子电路221包括电容器c61、电容器c62、二极管d61以及二极管d62,第一负端口与同名端b1’连接,二极管d51的阳极即第二负端口与非同名端b2’连接,二极管d52的阴极即第三负端口与二极管d61的阳极(即第二个负倍压子电路221的第二负端口)连接。第四个负倍压子电路221的第三端口与负载3连接。
76.参照图3,在第一个正半周期间,负倍压电路22中电流不流通;第一个负半周期间,电流流过二极管d52、电容器c51,将电容器c51两端电压充至vm,极性左负右正;第二个正半周期间,电流流过电容器c51、二极管d51、电容器c52,将电容器c52两端电压充至2vm,极性左负右正,电容器c51两端电压为vm;在第二个负半周期间,负倍压电路22中电流流过电容器c51、电容器c61、二极管d62、电容器c52,先将电容器c51两端电压充至2vm后,再将电容器c61两端电压充至vm,在第二个负半周期间,电容器c51两端电压为2vm、电容器c52两端电压为2vm、电容器c61两端电压为vm,极性均为左负右正;第三个正半周期间,电流流向为电容器c51、电容器c61、二极管d61、电容器c62、电容器c52,各个电容器两端电压为:电容器c51为2vm、电容器c52为2vm、电容器c61为vm、电容器c62为2vm,极性均为左负右正,第三个负半周期间,电流流向为电容器c52、电容器c62、二极管d72、电容器c71、电容器c61、电容器c51,各个电容器两端电压为:电容器c51为2vm、电容器c52为2vm、电容器c61为2vm、电容器c62为2vm、电容器c71为vm,极性均为左负右正;依次类推,最终负倍压电路22中各个电容器两端电压为:电容器c51为2vm、电容器c52为2vm、电容器c61为2vm、电容器c62为2vm、电容器c71为2vm、电容器c72为2vm、电容器c81为vm、电容器c82为2vm、,极性均为左负右正。
77.继续参照图3,在二极管d41的阳极与二极管d81的阴极之间连接负载3后,若将二极管d41的阳极接地,二极管d81的阴极等效为电源的正极,二极管d41的阳极等效为电源的负极,为负载3供电,电流由二极管d41的阳极流出,流经负载3后经流向二极管d81的阴极所在节点。
78.在等效电源的内部,电容器c82、电容器c72、电容器c62、电容器c52、电容器c12、电容器c22、电容器c32、电容器c42串联等效为第一组稳定电源,在电容器c82的与二极管d81阴极连接的一端输出16倍的vm;电容器c81、电容器c71、电容器c61、电容器c51、变压器1的两个次级线圈、电容器c11、电容器c21、电容器c31、电容器c41等效为第二组稳定电源,第一
组稳定电源与第二组稳定电源并联,共输出16倍的vm,即输出的倍压信号为16倍的初级电压信号,实现电压放大倍增的效果。
79.进一步地,参照图5,为了便于对输出电压进行检测,以使工作人员判断倍压电压输出的倍压信号是否稳定,在负载3两端连接有电压采样电路4,电压采样电路4连接有控制模块5,控制模块5连接有显示模块6。
80.电压采样电路4用于接收倍压信号,并输出按预设比例缩小后的采样电压,控制模块5接收采样电压,并将采样电压输出至显示模块6中显示。
81.其中,电压采样电路4包括采样电阻42及分压电阻41,分压电阻41包括至少一个串联连接的分压子电阻,采样电阻42包括至少一个串联连接的采样子电阻。
82.值得说明的是分压子电阻可以为一个也可以为多个,采样子电阻也可以为一个也可以为多个,为了便于说明,在本技术实施例中以四个分压子电阻和一个采样子电阻为例进行说明。
83.参照图3和图5,分压电阻41包括第一分压电阻41r1、第二分压电阻41r2、第三分压电阻41r3以及第四分压电阻41r4,采样电阻42包括采样电阻42r5;第一分压电阻41r1一端连接二极管d81的阴极,另一端连接第二分压电阻41r2的一端,第二分压电阻41r2的另一端连接第三分压电阻41r3的一端,第三分压电阻41r3的另一端连接第四分压电阻41r4的一端,第四分压电阻41r4的另一端连接采样电阻42r5的一端,采样电阻42r5的另一端接地。
84.若倍压电路2输出电压为u,在采样电阻42r5的未接地的一端将输出u*r5/(r1+r2+r3+r4+r5)倍的采样电压。举例说明:每个分压电阻41的阻值均为100m欧,采样电阻42r5的阻值为100k欧,倍压电路2的输出电压为10kv,则采样电阻42r5未接地的一端的电位为25伏,将倍压电路2输出的电压等比例减小。
85.其中,每个分压电阻41的阻值可以相同也可以不同,各个分压电阻41的阻值与采样电阻42的阻值可以相同也可以不同,在此不做限定,根据实际情况进行阻值调整。
86.进一步地,参照图5,在每个分压子电阻两端并联连接有一个稳压电容器,在每个采样子电阻两端也并联连接有一个稳压电容器。
87.参照图5,电压采样电路4包括稳压电容器c1、稳压电容器c2、稳压电容器c3、稳压电容器c4以及稳压电容器c5,其中,稳压电容器c1与第一分压电阻41r1并联,稳压电容器c2与第二分压电阻41r2并联,稳压电容器c3与第三分压电阻41r3并联,稳压电容器c4与第四分压电阻41r4并联,稳压电容器c5与采样电阻42r5并联,每个稳压电容器用于稳定各个电阻上的电压,以使得输出的采样电压稳定。
88.再进一步地,电压采样电路4还包括ad转换模块43,ad转换模块43与控制模块5连接,用于将采样电压变为数字信号的电压输入至控制模块5中,具体地,参照图5,ad转换模块43包括电压采集芯片u1、电容器c6、电阻器r6、电阻器r7、电阻器r8、电阻器r9、运算放大器u2、钳位二极管vd1以及钳位二极管vd2,其中,电压采集芯片u1采用ina826芯片,ina826芯片包括输入正端in+、输入负端in-、电源正端vs+、电源负端vs-以及输出端vout。
89.其中,电阻器r6一端连接有电源,另一端连接电阻器r7的一端,电阻器r7的另一端接地,电阻器r7与电阻器r6相连的一端与ina826的输入负端in-连接,ina826的输入正端in+与采样电阻42r5的未接地的一端连接,在ina826的电源正端vs+连接有12v电源,电源负端vs-接地,电容器c6连接在12v电源与地之间,用于稳压。输出端vout经电阻器r8与运算放大
器u2的正输入端连接,运算放大器u2的负输入端与运算放大器u2的输出端连接,电阻器r9一端连接运算放大器u2的正输入端,另一端接地;运算放大器u2的输出端与控制模块5的输入端连接,输出数字信号的采样电压至控制模块5中。钳位二极管vd1的阴极连接有3.3v电源,阳极与运算放大器u2的输出端连接,钳位二极管vd2的阴极与钳位二极管vd1的阳极连接,钳位二极管vd2的阳极接地,利用钳位二极管将电压稳定在一定范围内。
90.在ina826的输入负端in-输入基准电压,输入正端in+接收采样电压,将采样电压缩小,再利用电阻器r8与电阻器r9的分压,将电位钳位在0~3.3v之间,通过运算放大器u2构成的电压跟随器,与钳位二极管的钳位,使得电压输出稳定,即输出的数字信号的采样电压稳定。
91.控制模块5可以采用单片机或plc等控制器,以单片机为例进行说明,单片机可采用型号为stm32系列的单片机,其处理速度快、性能稳定,具备良好的处理能力。单片机在接收到数字信号的采样电压后,将数字信号的采样电压反馈至显示模块6中显示,工作人员根据显示模块6中显示的信息确认当前倍压电路2的电源输出是否稳定,或者是否出现异常,以便在异常时及时查看异常来源,减小整个电路瘫痪的几率。
92.进一步地,本技术还设置有电流检测模块7,参照图5,电流检测模块7与控制模块5连接,还与倍压电路2连接,用于检测正倍压电路21的电流并输出正倍压电流,还用于检测负倍压电路22的电流,并输出负倍压电流;
93.控制模块5与电流检测模块7连接,用于接收正倍压电流与负倍压电流,并判断每个倍压电流是否超出预设的电流阈值,若任意一个倍压电流超出电流阈值,则输出过流提示信息至显示模块6中显示,以提示工作人员当前电路存在异常。
94.其中,在正倍压电路21中的电流出现异常时,表征正倍压电路21可能有器件发生损坏,同样的,在负倍压电路22中的电流出现异常时,表征负倍压电路22可能有器件发生损坏,当有器件损坏时,输出电压将随之出现异常,例如,当电容器c62被击穿后,负倍压电路22的电流增大,电容器c62两端电压升高,电路无法正常工作,且甚至会击穿连接负载3,造成损失,此时通过显示模块6提示工作人员当前电路存在异常,及时进行处理。
95.进一步地,电流检测模块7包括第一电流采样电阻42r01、第二电流采样电阻42r02以及ad转换模块43,参照图3,第一电流采样电阻42r01接在同名端b1与电容器c11之间,用于采集正倍压电路21的电流;第二电流采样电阻42r02接在同名端b1'与电容器c51之间,用于采集负倍压电路22的电流;ad转换模块43与第一电流采样电阻42r01连接,ad转换模块43还与第二电流采样电阻r02连接,用于将正倍压电路21的电流与负倍压电路22的电流各自转换为数字信号,生成正倍压电流与负倍压电流。当电路出现异常时,例如短路或器件损坏时,电路电流增大将对其他器件造成损伤,此时正倍压电流或负倍压电流超出预设的电流阈值,因此由控制模块5控制显示模块6进行报警。
96.进一步地,参照图5,控制模块5还连接有断电模块,用于当任意一个倍压电流超出预设的电流阈值时,输出断电信号;断电模块包括开关和开关电路模块,开关电路模块用于控制开关的开闭,开关设置在变压器1的初级线圈11与整流单元之间。控制模块5与开关电路模块连接,开关电路模块响应断电信号,并在接收到断电信号时控制开关断开,直接断开电源,起到保护电路的作用。
97.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例,并非依此限制本技术的保护
范围,其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故:凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本技术的保护范围之内。
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